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Thema: Drehzahlsensor für ESP

  1. #1
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    Drehzahlsensor für ESP

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    Hallo,
    meine Aufgabe für ein Uni-Projekt ist es einen Drehzahlsensor zu finden, welcher den Anforderungen des ESP gerecht wird. D.h. der Sonsor sollte ca. alle 10 ms einen neuen Wert liefern.

    Nach Recherchen hier im Forum habe ich herausgefunden, dass es wohl prinzipiell zwei Methoden gibt, um Drehzahlen zu berechnen: Frequensmessung und Zeitmessung.

    Ich habe ausgerechnet, dass für die Methode Frequenzmessung ein Impulsrad mit 320 Impulsen pro Umdrehung nötig wäre, um innerhalb von 10ms eine Auflösung von 1km/h des Fahrzeugs hinzubekommen. Der Sensor bräuchte dann eine Signalfrquenz von 10 kHz.
    Diese Methode scheint mir recht unbrauchbar hier.

    Also Zeitmessung:
    Laut meinen Berechnungen brauche ich ein Impulsrad, welches ca 30 Impulse pro Umdrehung liefert. Das bedeutet für den Sensor eine maximale Signalfrequenz von 1000 Hz.
    Problem dieser Methode ist, dass das Fahrzeug bei 10 km/h alle 10ms die Drehzahlberechnung durchführt, bei der max Geschwindigkeit von 100 km/h aber schon nach jeder Millisekunde, weil sich ja der Abstand der Flanken bei höhere Fahrgeschwindikeit verkürzt.
    Mir fehlt hier ehrlich gesagt die Erfahrung: Ist das zu viel für einen µC, der z.B. mit 150 MHz Taktfrequenz arbeitet, um noch andere wichtige Aufgaben auszuführen, oder schafft er das mit links? Aber ich weiß nicht wie ich es anders lösen soll.

    Und noch eine Frage zum Sensor: Ich habe mich mal bei Bosch umgesehen.
    Hier ist ein Link zu einem Sensor, der meinen Anforderungen gerecht werden würde. Das Ding liefert leider einen eingeprägten Strom und keine Spannung.
    http://rb-aa.bosch.com/boaasocs/inde...33&prod_id=539

    1. Soweit ich weiß kann ich ja mit Strom nichts anfangen oder? Oder kann man Strom mit einem µC verarbeiten?
    2. Gibts ne einfache Möglichkeit, um aus diesem Strom ne handhabbare Spannung zu machen?
    3. Wäre natürlich super, wenn jemand ne Alternative zu diesem Sensor bringen könnte, der auch den oben genannten Anforderungen (also Signalfrequenz 1000Hz und liefert PWM-Spannungssignal) gerecht wird.
    Wäre sehr nett, wenn ihr mir helfen könnt, ich bin echt auf Hilfe
    angewiesen...Danke

  2. #2
    Erfahrener Benutzer Robotik Visionär Avatar von oberallgeier
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    Re: Drehzahlsensor für ESP

    Zitat Zitat von Asimo
    ... bei ... 100 km/h aber schon nach jeder Millisekunde ... Ist das zu viel für einen µC ...
    Ich messe bei meinen kleinen Getriebemotoren die Motordrehzahl mit einer Encoderscheibe mit vier Schlitzen. Bei einer maximalen Drehzahl von über 750 / sec habe ich also rund - - das kannste ja selbst rechnen. Neben dieser Drehzahlmessung macht mein Controller, der nur 20 MHz schafft, jede Menge andere Dinge - Zeit messen, Abstände messen, Antriebe regeln, Kurs anpassen . . . . also solltest Du den kleinen Dingern schon was zutrauen.

    Die übrigen Fragen verstehe ich nicht richtig:
    kann man Strom mit einem µC verarbeiten?
    Das machen meine Controller dauernd. Mit Benzin laufen die einfach nicht.
    einfache Möglichkeit, um aus diesem Strom ne handhabbare Spannung
    Die hatte wohl schon der Herr Ωhm erfunden.
    Ciao sagt der JoeamBerg

  3. #3
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    ok, also ist eine Drehzahlbrechnung für meinen µC keine Zumutung.

    Zu deinem Wink mit dem Zaunpfahl: also kann ich über einen Widerstand eine zugehörige Spannung abgreifen und an den ADC anführen.
    Ich weiß nicht, ob das so eine saubere Lösung ist.

    Ich glaub ich schau mich noch nach anderen Sensoren um, die gleich ein Spannungsausgangssignal liefern. Leider sind die Hallsensoren von Bosch so wie es scheint an ein bestimmtes Polrad, welches nur 4 Impulse pro Umdrehung liefert, gebunden.

    Es handelt sich halt um ein Projekt im Automotive-Bereich, weshalb ich so auf Bosch fixiert bin.

  4. #4
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    Re: Drehzahlsensor für ESP

    Zitat Zitat von Asimo
    Hier ist ein Link zu einem Sensor, der meinen Anforderungen gerecht werden würde. Das Ding liefert leider einen eingeprägten Strom und keine Spannung.
    http://rb-aa.bosch.com/boaasocs/inde...33&prod_id=539
    Und er liefert dir Impulse mit einer maximalen Frequenz von 2,5 kHz, die ein relevanter µC problemlos und hochgenau messen kann. Da sich die Impulslänge proportional zur Drehzahl ändert, kann sie problemlos umgerechnet werden.


    Gruss
    herrma

    PS
    Zitat Zitat von Asimo
    Zu deinem Wink mit dem Zaunpfahl: also kann ich über einen Widerstand eine zugehörige Spannung abgreifen und an den ADC anführen.
    Ich weiß nicht, ob das so eine saubere Lösung ist.
    Was soll denn daran unsauber sein?

  5. #5
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    Diese Sensoren lieferen eine Strom von 7 oder 14 mA. Bei jeden magnetpol wechselung schaltet das Signal um. Dazu gehort dan auch eine magnetische encoder. Standard wird in diese Stromkreis eine Wiederstand van ca 100 ohm geschaltet. Dan kansst du die Spannung abgreifen(700 mV, oder 1400 mV). Am besten diese Spannung ueber eine Komparator vergleichen mit eine Festspannung von 1050 mV. Die Ausgang von Komparator (bie 7 mA gibts 0 V, bei 14 mA gibts 5 V) geht dan nach eine externe Interrupt von µ. In die ISR dan eine Variable hochzahlen. In bestimmte Zeitintervallen Variable auslesen und wieder auf 0 setzen. Das ist dan die Frequenz. So einfach geht das. Diese Sensoren bestehen auch mit eine "open collector" Ausgang. Google mal nach KMI18 (Philips oder NXP). Dan gehts gleich nach der Interrupt, ohne Komparator.

  6. #6
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    Zitat Zitat von RP6conrad
    ...Dan kansst du die Spannung abgreifen(700 mV, oder 1400 mV). Am besten diese Spannung ueber eine Komparator vergleichen mit eine Festspannung von 1050 mV. Die Ausgang von Komparator (bie 7 mA gibts 0 V, bei 14 mA gibts 5 V) geht dan nach eine externe Interrupt von µ.
    Sorry, ich bin noch recht neu auf diesem Gebiet. Kannst du mir erklären was ein Komperator ist. Also seine Funktion ist mir wohl klar, aber ist das ein extra Bauelement, also Hardware?

    Zitat Zitat von RP6conrad
    Diese Sensoren bestehen auch mit eine "open collector" Ausgang.
    über diesen Begriff bin ich auch schon oft gestolpert. Kannst du erklären, was das bedeutet?

    Danke

  7. #7
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    Eine Komparator ist neben ein Begriff auch eine Electronische Baustein : Zwei Spannungswerte werden verglichen und am Ausgang kommt dan die Ergebnis als TTL niveau (5V). Spannung A ist hoher dan Spannung B : Ausgang high (5 V). Spannung A ist niedriger dan Spannung B : Ausgang low (0 Volt). Beispiel : LM 339
    Ein "open collector" Ausgang ist einen Transistor die verbaut ist in die Schaltung selbst. Der Transistor wird dan angesteurt und die collector kan eine bestimmte Strom ziehen. Damit hat men gleich dan 0Volt und 5Volt am Ausgang von der Sensor.
    Aber wen das ein PKW Teil sein muss, gibt eigenlich fast nur diese mit Stromschnitstelle. Hintergrund ist : Nur zwei drahte benotigt und sehr unempfindlich gegen Storungen. Die magnetische Encoder in PKW haben immer zwische 40 und 50 Pohlparen. Luftspalt soll ca 1 mm sein. In PKW functioniert der ABS/ESP Regelung bis eine minimale Geschwindigkeit von ca 4 km/h. Da unter wird nicht mehr geregelt, die Rader blockieren dan einfach. Das ist dan eine Sensorfrequenz von ca 25 Hz. Was für eine Auftrag hasst du eigentlich ?

  8. #8
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    Sehr nett von dir, mir alles zu erklären. Danke.

    Meine Aufgabe ist es für ein Hochschulprojekt die benötigten elektronischen Komponenten, also Sensoren und Controller, zu suchen. Wir wollen ein Fahrzeug bauen, welches rein elektrisch fährt und dabei auch Stabilitätsprogramme wie ESP und ABS hat. Sehr spannend alles. Vor allem für mich, da mich mein Aufgabenbereich schon fasziniert, mir aber leider einige Grundlagen fehlen.

    Woher weißt du so gut über ESP/ABS im Fahrzeug Bescheid??
    Vielleicht schaust du ja mal wieder vorbei, ich hab bestimmt noch die ein oder andere Frage an dich

  9. #9
    Erfahrener Benutzer Begeisterter Techniker
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    Meinen Arbeit ist in ABS-Sensorenfertigung. Nicht bei Bosch, aber bei Continental. Ein komplettes ABS/ESP system nachzu bauen ist recht Kompliziert. Rein ABS benotigt nur diese Drehzahlerfassung von jedes Rad. ESP benotigt auch noch Lenkwinkelsensor, Gierratensensor, Beschleunigungsensor. Die Algoritmen um das ganse zu regelen sind sehr kompliziert und Rechenintensif. CAN-bus wird genutzt um in PKW informationen auszuwechselen. Da ist eine µ 8-bitter an 16 MHZ ueberfordert !!

  10. #10
    Erfahrener Benutzer Robotik Einstein
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    Moin moin.

    Tolles Projeckt aber möglicherweise etwas für das vorhande
    Wissen etwas zu hoch angesetzt?

    Strom ic Spannungumsetzen = wie geht das?
    Open Collecktor = was ist das
    10 Khz auswerten kann das ein MC?.....u.s.w.!

    Keiner kann alles schon überhaupt nicht alles wissen,
    aber man sollte dann Piriotäten setzen und sich um Dinge
    (im Projeckt) kümmern welche einem besser liegen.
    Ein guter Elecktroniker muß ja keine Gruppenleiterqualitäten
    haben, ein Gruppenleiter braucht keinen "Schimmer" von
    Elektronik.

    Natürlich kann Mensch sich (wenn er es kann) überall einarbeiten,
    nur das dürfte doch recht lange dauern. Eine Elektroniker Lehre
    dauert nicht umsonst 3,5 Jahre und erst DANACH fängt der
    neue Elektroniker an wirklich etwas zu Lernen! Wie in jedem Beruf!

    Wer es will und hartnäckig genug sein will/kann der schafft es
    auch irgendwann über ein (dieses) Forum, helfen wird hier GROß
    geschrieben, nur das kann dan sehr laaaange dauern.....

    Grüße Richard

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